package com.data.basic.chapter09;


/**
 * 线段树
 * @author wang on 2018/7/2.
 */
public class SegmentTree<E> {


    //数组表示线段树的存储
    private E[] tree;
    //数据元素
    private E[] data;
    //业务的融合器
    private Merger<E> merger;

    public SegmentTree(E[] arr,Merger<E> merger) {
        this.merger = merger;
        data = (E[]) new Object[arr.length];
        for (int i=0;i<arr.length;i++){
            data[i] = arr[i];
        }


        //最大的空间    可以加上判断，创造合适的空间
        tree = (E[]) new Object[4*arr.length];

        buildSegmentTree(0,0,arr.length-1);
    }


    /**
     * 在TreeIndex的位置创建表示区间[l…… r]的线段树
     *
     * @param treeIndex:当前需要创建的根节点的索引
     * @param l ：初始区间左端
     * @param r：右端
     */
    private void buildSegmentTree(int treeIndex,int l,int r) {

        //递归的边界条件
        if (l==r){
            tree[treeIndex] = data[l];
            return;
        }
        //左右子孩子的索引
        int leftTreeIndex = leftChild(treeIndex);
        int rightTreeIndex = rightChild(treeIndex);

        //中间位置
        int mid = l+(r-l)/2;//避免（l+r）整型溢出    小trick


        buildSegmentTree(leftTreeIndex,l,mid);
        buildSegmentTree(rightTreeIndex,mid+1,r);

        //综合子节点生成的根节点     融合器实现整合
        tree[treeIndex] = merger.merger(tree[leftTreeIndex],tree[rightTreeIndex]);


    }

    //获取数组的大小
    public int getSize(){
        return data.length;
    }


    //根据索引找元素
    public E get(int index){

        if (index<0||index>=data.length)
            throw new IllegalArgumentException("数组越界");
        return data[index];
    }

    //返回完全二叉树的数组表示，一个索引所表示的元素的右孩子节点索引(数组下标从0开始)
    private int leftChild(int index){
        return 2*index+1;
    }
    //返回完全二叉树的数组表示，一个索引所表示的元素的右孩子节点索引(数组下标从0开始)
    private int rightChild(int index){
        return 2*index+2;
    }


    //返回区间[queryL,queryR]的值
    public E query(int queryL,int queryR){
        if (queryL<0||queryL>=data.length||queryR<0||queryR>=data.length||queryL>queryR){
            throw new IllegalArgumentException("Index is illegal");
        }
        return query(0,0,data.length-1,queryL,queryR);
    }
    //在treeID为根的线段树中[l ... r]的 范围里，搜索区间[queryL... queryR]的值
    private E query(int treeIndex,int l,int r,int queryL,int queryR){
        if (l==queryL&&r==queryR){
            return tree[treeIndex];
        }
        //计算下标的位置
        int mid = l+(r-l)/2;
        int leftTreeIndex = leftChild(treeIndex);
        int rightTreeIndex = rightChild(treeIndex);

        //当查询区间整个的落在左区间
        if(queryL>=mid+1){
            return query(rightTreeIndex,mid+1,r,queryL,queryR);
        }else if (queryR<=mid){//查询区间整个落在右区间
            return query(leftTreeIndex,l,mid,queryL,queryR);
        }else {//查询区间在左区间和右区间都有
          E leftResult =   query(leftTreeIndex,l,mid,queryL,mid);
          E rightResult =  query(rightTreeIndex,mid+1,r,mid+1,queryR);
          //融合器融合结果
          return merger.merger(leftResult,rightResult);


        }
    }

    /**
     * 将index位置的值，更新为e
     * @param index
     * @param e
     */
    public void set(int index,E e){
        if(index<0||index>=data.length){
            throw new IllegalArgumentException("index is illegal");
        }
        data[index] = e;
        set(0,0,data.length-1,index,e);

    }

    //在以treeIndex为根的线段树中更新index的值为e
    private void set(int treeIndex,int l,int r,int index,E e) {
        if (l==r){
            tree[treeIndex]=e;
            return;
        }
        int mid = l+(r-l)/2;
        int leftTreeIndex = leftChild(treeIndex);
        int rightTreeIndex = rightChild(treeIndex);

        //更新的位置在左子树
        if (index>=mid+1){
            set(rightTreeIndex,mid+1,r,index,e);
        }else{
            // 更新的位置在右子树
            set(leftTreeIndex,l,mid,index,e);
        }
        tree[treeIndex] = merger.merger(tree[leftTreeIndex],tree[rightTreeIndex]);



    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res=new StringBuilder();
        res.append('[');
        for (int i=0;i<tree.length;i++){
            if (tree[i]!=null){
                res.append(tree[i]);
            }else {
                res.append("null");
            }
            if (i!=tree.length-1){
                res.append(",");
            }
        }
        res.append("]");

        return res.toString();
    }
}
